【刊载信息】张秀梅,张悦,李佳文,田甜.（2019）.用技术学技术：教师信息技术能力提升的实证研究——运用思维导图开展教师微课制作培训项目[J].中国远程教育（5）：76-83.
【关键词】教育信息技术；教师专业发展；微课；思维导图；技术素养；教师培训
一、
引言
在“互联网+教育”时代，信息技术的快速发展及其在教育教学领域的广泛应用成为常态，从传统的课堂教学到远程在线教育、数字化学习、智慧教育和近年来迅速发展的创客教育，新技术在教育中的融合应用与日俱增。《教育信息化“十三五”规划》提出要应用上台阶，信息技术与教育教学进一步深入融合，教师信息化教学能力、学生信息素养显著提升。对新时代的教师也提出了更高要求，教师需要不断完善自身信息技术应用能力才能适应社会需求，教师培训逐步成为教师提升信息技术应用能力的主要方式和途径。根据《教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程的意见》，到2017年底完成全国1,000多万中小学（含幼儿园）教师新一轮提升培训，提升教师信息技术应用能力、学科教学能力和专业自主发展能力。为此各级教育行政部门联合高校和培训企业为当地中小学教师开展了形式多样的全员培训。《教育部关于大力加强中小学教师培训工作的意见》指出，要“创新教师培训模式方法，提高教师培训质量。丰富和优化培训内容，不断提高教师培训的针对性和实效性”。
成人学习者尤其是中小学教师本身拥有丰富的学习及教学经验，对于培训的期望和要求较高，强烈的自我学习愿望是其最好的学习动力。另外，成人学习者接受新生事物较慢，学习和记忆方式较为传统，缺乏对于知识结构的组织能力，影响学习效果。思维导图作为一种简单有效的图形思维工具和知识表征工具，是构建知识网络和巩固记忆的有力工具，近年来被广泛研究和应用于各学科教学，被认为有助于教师和学习者在思考过程中，以一种可视化的方式创造性地探索、修正和总结有关某一学习问题的想法（张海森,2011）。
本文通过对广州市某区中小学教师的微课制作培训开展实证研究，将思维导图工具运用其中，让教师学员“学用结合”，即学会使用它并能用来强化培训效果。整个过程采用准实验法，探索在培训中让教师学员用技术学技术，学技术用技术，反复强化，让教师学员既掌握思维导图等知识管理工具的使用方法，又进一步运用它去学习和内化新的信息技术知识。本研究的实践价值在于提升教师自身信息技术素养和增强培训效果，实现工具学习（信息素养提升）与内容学习的良性互动；在理论意义上，将丰富教师培训和思维导图等领域的研究。
二、
研究的理论基础
思维导图是20世纪60年代英国心理学家东尼·博赞发明的一种笔记方法，其理论基础有左右脑分工理论、信息加工理论和格式塔心理学等。“利用大脑求整体的运作倾向（求完整的天然属性），我们的应用者只是在思维导图上的关键词汇处加了一些空白的线条，诱使大脑自己去‘填充’那些令人无限联想的空白区域。人脑一旦意识到它可以在任何两个事物之间建立联想，它就会几乎自发地找到关联，尤其在有了别的刺激来触发它的时候。”（Buzan,2015,p.58）。博赞（Buzan,2015,p.58）认为思维导图是对发散性思维的表达。思维导图具有发散性、非线性结构化和整体性的特点（赵国庆,等,2004）。
（一）建构主义学习理论
建构主义主张学习是学习者在与环境交互作用的过程中主动建构心理表征的过程，知识是学习者通过意义建构而获得的，强调学习者是一个主动的知识建构者。思维导图的绘制可以充分发挥教师学员的自主探究性和创造力，教师学员自主回忆整理，绘制出自己的思维过程，便于培训者进一步了解教师学员的掌握情况并提供支持和帮助。
（二）知识表征与思维可视化理论
三、
研究设计
（一）研究方法
1.问卷法
为了解两个班教师学员自身的信息技术能力基础水平和培训后的知识掌握情况，本研究设计了两份调查问卷，分别对教师学员培训前和培训后的知识掌握情况和主观感受进行了检测。本问卷在该专题以往多期培训中使用过，效度好，能够准确测验学员的水平。
前测问卷共设15个题项，前9个题项属于基本信息题，后6个题项属于培训内容检测题，总分6分。后测问卷设25个题项，前两个题项属于基本信息题，中间14个题项为培训内容检测客观题，最后4个题项属于培训内容检测开放题。后测成绩仅统计客观题，总分14分。试卷结果和问卷结果采用EXCEL和SPSS22.0软件进行统计。
2.准实验法
准实验法是指在无法随机安排被试时，运用原始群体，在较为自然的情况下进行实验处理的研究方法。它有别于实验法对被试群体（实验班）的目的性随机抽样。本研究将依据培训报名生成的两个自然班分别设为实验班（小学科学教师班）和对照班（中学物理教师班），各50名教师学员。实验为单盲设计，即仅两班授课教师知道此次培训也是一次教育实验，而参加培训的教师学员不知道。两班授课教师均有着十余期微课制作培训主讲经验，授课水平一致。本研究假设思维导图工具有助于提高教师ICT技能学习的效果，自变量为思维导图工具的应用，因变量为教师学员对培训ICT内容的掌握水平。控制变量为两班培训教师的授课水平和教师学员的初始水平，干扰变量为教师学员的出勤情况（如缺席或迟到造成知识学习的遗漏）。
本研究采用Xmind软件作为研究工具，它是一款开源免费软件，素材丰富，功能多样，操作简单，学习者可以很快上手。在研究中，让实验班的教师学员在课堂上或家里使用它将培训期间所学知识绘制成图并相互交流学习。
（二）研究思路
在实验前对两个班的教师学员进行前测。在教学中，对实验班采用绘制思维导图的方式去学习新的软件和资源制作方法，对照班则不采用思维导图工具教学，授课教师仅口头串讲知识点，引导教师学员回顾所学知识。实验后，通过问卷进行后测，比较分析两个班教师学员的微课知识水平、能力提高幅度及对培训的满意度等，全面分析学员的培训效果（见图1）。
图1研究思路
四、
实验过程
（一）培训方案设计
本次微课培训于2018年1月11日至13日进行，为期3天，每天培训时长为上、下午各2.5小时。培训课程依据《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》中的“技术素养”维度来设计，以“应用信息技术优化课堂教学”的第四条标准所涵盖的内容（“通过多种途径获取数字教育资源，掌握加工、制作和管理数字教育资源的工具与方法”）为基础，围绕微课专题设计有序衔接的培训内容。培训内容方案已经过十余期微课培训实践，受到教师学员的广泛好评，历次培训中教师学员反馈“非常满意”的比例都在80%以上。
本次培训地点设在该区社区学院的电脑教室，方便教师往返于家庭和学校。培训分为两个班，同步进行，每班各自配有一名主讲和一名辅导教师，其中小学科学班作为实验班。
（二）思维导图的教学设计
在第一天对实验班的授课内容中设计了思维导图工具的使用（1小时），其他课程内容与对照班保持一致。在思维导图软件的教学中，教学知识点如图2所示，主要包括图类型的选择，图片、图标、标签、联系、边框、标注的插入，样式以及格式的设置等知识，通过这些工具绘制常用的思维导图（枝干式、层级式、因果式、顺序式等）。运用“做中学”的方法，让教师学员在分析案例的基础上，通过上机实践操作掌握思维导图软件的各个功能。本次教学实验设计了三个常用的思维导图教学案例，分别是枝干式思维导图（如图2）、气泡图（平衡图属于其中一种，如图3）、层级式思维导图（也称“组织结构图”，如图4）。其中气泡图，即发散图，是最常见、最实用的思维导图类型，它将发散性思考过程图形化，绘制者可从一个知识点出发，借助联想与想象，对所学的知识进行总结与归纳（卢璐,等,2013）。对于微课制作学习，气泡图非常适合用于回顾每款软件的主要功能和特点，所以在培训中将气泡图作为教学重点，让教师学员掌握气泡图的绘制方法，用于建构和巩固当天所学知识。
图2思维导图教学案例之枝干式思维导图
图3思维导图教学案例之气泡图
图4思维导图教学案例之层级式思维导图
（三）干预过程
本研究在实验班采用思维导图进行新技术的教学与培训，在对照班采用传统方法进行教学，实验贯穿一轮微课教学培训。
1.实验班采用思维导图的模式学习微课制作
对实验班采取三次实验干预，在当天的培训课程结束后要求教师学员用思维导图（Xmind）软件回顾并绘制当天所学知识，并上交所绘制的思维导图作业。
2.对照班没有采用思维导图工具学习
对照班采用传统学习方式，即授课教师在讲授完每天的微课知识后，采用口头串讲知识的方式带领并引导教师学员建构当天所学的知识。
（四）实验班思维导图成果
在经过有关Xmind软件使用的教学后，实验班的教师学员基本掌握了这款软件的操作方法，在三天的微课培训中每天分别有25位、21位和20位教师学员提交了思维导图。
从图5、图6、图7可以看出，在这三天的实验研究中，实验班的教师学员可以熟练地运用思维导图软件绘制当天所学知识，通过对比教学内容安排表，思维导图中的知识点基本涵盖了当天所学的知识。对以上三个图进行对比分析，可以看出教师学员绘制的思维导图的美观度和对知识的深入程度都在上升。第一天，教师学员绘制的思维导图大多只有一个粗略的知识框架，而到了第二天和第三天大部分教师学员不仅将每个软件的功能都呈现出来，甚至深入到实现每个功能的具体操作步骤，的确经历了赵国庆博士（2012）所划分的前三个阶段，即可以做到有意识地高效使用思维导图工具学习新的技术，并且取得了更好的学习效果，教师学员学习的积极性和认真程度都比对照班要高。
图5教师学员第一天绘制的思维导图图例
图6教师学员第二天绘制的思维导图图例
图7教师学员第三天绘制的思维导图图例
五、
实验结果
（一）干预前教师学员知识水平的测试结果
在培训前通过问卷调查了解了两班教师学员的基本特征，结果显示在年龄、教龄和周学时数等方面两班基本一致，见表1。
表1实验班和对照班教师学员的基本信息
为了解教师学员自身信息技术能力基础水平，在培训前对实验班和对照班同时进行了前测，试题共有6个题项，满分6分。两班均有28人作答，成绩如表2所示，实验班的前测平均值为4.46，对照班的前测平均值为4.75，t检验表明，培训前实验班成绩显著低于对照班，见表3。如果通过实验能够缩小两者的差距，让实验班与对照班水平无显著差异，或者实验班显著高于对照班，就说明实验是成功的，研究假设将得到证实。
表2两组前测成绩均值对比
表3两组前测成绩t检验
（二）干预后教师学员知识水平的测试结果与差异性分析
为了检测教师培训效果及主观态度的变化，在培训后又对两个班同时进行了后测，16道客观题，满分16分，两班均有24人作答。如表4和表5所示，实验班的后测平均值为10.208，对照班的后测平均值为10.792，实验班的测试成绩要略低于对照班。通过对两班后测成绩进行独立样本t检验，以检验是否存在显著性差异，由表5可见，显著性水平α=0.246，大于0.05，说明实验班和对照班的后测成绩没有显著性差异。结合前测成绩t检验结果（实验班显著低于对照班，即实验班教师学员基础水平相对较低）来看，培训之后的即时测验成绩对比没有显著性差异，这说明使用思维导图学习新内容的实验班其提升幅度大于对照班，因此可以得出结论：采取思维导图学习能更好地提升教师ICT能力发展（培训）效果。
表4两组后测成绩均值对比
表5后测成绩t检验
以上客观题数据分析表明，思维导图干预对教师学员掌握培训内容、提升技术素养有一定的促进作用。
（三）教师学员的满意度和技术素养提升幅度（自我感受）对比
在后测问卷中，采用李克特五点量表将满意度分为非常满意、比较满意、一般、不太满意和很不满意五个等级，赋值从5到1，统计结果显示两个班教师学员的满意度都非常高，选择“一般”“比较满意”“非常满意”的比例之和均为100%，没有教师学员选择“不太满意”或“很不满意”，实验班教师学员选择“非常满意”的比例略高于对照班，见表6。
表6两组授课质量满意度比例对照表
在技术素养提升幅度（自我感受，五点量表题）方面，实验班认为提升幅度非常大的人数比例高于对照班；提升幅度平均值为4.83，略高于对照班的4.75，见表7、表8、表9。这与前后测试题测验结果一致。
表7两组技术素养提升幅度比例对照表
表8两组授课质量满意度和技术素养提升幅度（自我感受）均值对照表
表9两组授课质量、技术素养提升幅度（自我感受）均值差异显著性的t检验
统计数据表明，两班教师学员经过培训后对培训质量的态度均是满意的，技术素养提升幅度（教师学员自我感受）都很大；更进一步来说，实验班的培训满意度和技术素养提升幅度（自我感受）均高于对照班。这说明使用思维导图工具能够提升教师学员对技术素养培训的满意度和培训效果，用技术学技术是一种行之有效的教师ICT培训与学习策略。
六、
研究结论
（一）思维导图在教师培训中的应用能促进学习者对所学内容的掌握
通过对两个班进行知识掌握情况的检测，对比两个班的正确率，实验班的成绩进步程度明显大于对照班。比起授课教师的口头串讲模式，绘制思维导图更有利于教师学员巩固所学内容，加深记忆。思维导图受欢迎的原因之一在于它允许事物之间相互连接，而且无须用任何联系词来说明它们之间的关系（希建华,等,2006）。基于思维导图的学习环境充分运用各种有助于记忆及想象的视觉元素，如图像、数字、颜色和空间感知等，能有效促进学生的记忆，增强其理解力（何赛平,2009）。在培训的过程中，实验班采取的是“每天一图”形式，即学完当天的知识后让教师学员当天绘制思维导图并上交，次日早上展示优秀作品，进行点评并再次总结回顾，这种及时检查的方式有利于教师学员巩固知识，避免遗忘。
（二）有关实用性教学软件的培训内容更受学习者青睐
在后测问卷中有一道开放性题目询问实验班教师学员“对于思维导图工具您都有何了解”，有六成教师学员直接提及了思维导图的价值，如“这期学习非常好，我知道了怎样制作思维导图”“思维导图可以罗列笔记，帮助归纳学习内容”“思维导图可以梳理和巩固学习内容”“思维导图工具将思维形象化，提高学习和工作效率”“思维导图可以梳理、归纳和整理知识”。研究者在培训期间与教师学员交谈发现，多数教师学员都表示喜欢这种绘制思维导图的培训模式，比起传统的知识内化方式，即在本子上记笔记，画图的方式更加新颖有趣。通过课上观察教师学员的学习状态，发现他们在绘制思维导图时专注力明显提高，学习兴趣有所增强，学习效果有很大提升。
综上所述，本研究通过实验研究进一步验证了应用思维导图有助于提高教师学员对所学内容的掌握程度，能够给教师学员带来更好的培训学习体验，提高培训质量。思维导图在培训中的引入也充分说明在实操类培训中教师学员收获更大，今后需要进一步加强实用性内容的培训及创新培训模式。
七、
结语
参考文献
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作者简介
张秀梅，博士，教授，硕士生导师；张悦，硕士研究生；李佳文，硕士研究生；田甜，硕士研究生。华南师范大学教育信息技术学院（510630）。
基金项目：本文是广东省哲学社会科学“十三五”规划2017年度资助项目“基于U-R-S的乡村教师常态化混合研修模式与协同发展机制研究”（课题批准号：GD17CJY10）的阶段性成果。